книги из ГПНТБ / Курдюмов, В. Я. Ремонт строительных машин методами сварки и наплавки
.pdfПОВЫШЕНИЕ МАСТЕРСТВА РАБОЧИХ СТРОИТЕЛЬСТВА И ПРОМЫШЛЕННОСТИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ -
В. Я. КУРДЮМОВ, В. П. РЯЗАНОВ
РЕМОНТ
СТРОИТЕЛЬНЫХ
МАШИН
МЕТОДАМИ
СВАРКИ И НАПЛАВКИ
МО С К В А
СТ Р О Й И З Д А Т
1973
вС в . 0 8
к93
У Д К 69 . 002 . 51 . 004 . 67
500G
З . - ЛА J
Курдюмов В. Я. и Рязанов |
В. П. |
||
К 93 |
Ремонт |
строительных |
машин методами сварки |
и |
наплавки. |
М., Стройиздат, 1973. |
232 с. с ил. (М-во монтажн. и спец. строит, работ
СССР. Главстроймеханизация и Главн. упр. кадров и учеб. заведений. Серия книг для рабочих стр-ва и пром-сти строит, материалов. Повышение мастерства рабочих-строителей).
На обл. авт. не указаны.
|
В |
книге |
изложены |
о б щ и е |
сведения |
по основным |
повреждениям |
||||||||||
сварных |
конструкций |
и |
деталей |
строительных |
машин |
и методам |
их |
||||||||||
ремонта. |
Рассмотрены |
материалы, применяемые |
для |
ремонта |
свар |
||||||||||||
кой |
и |
наплавкой. |
Приведена |
технология современных |
способов |
ре |
|||||||||||
монта |
строительных |
|
машин |
методами |
сварки |
и |
наплавки, даны |
ре- |
|||||||||
комендаили |
по |
выбору |
сварочных и наплавочных материалов. |
|
Рас |
||||||||||||
смотрены методы контроля качества сварочных |
и наплавочных |
работ, |
|||||||||||||||
правила безопасности при выполнении ремонтных |
работ . |
|
|
|
|||||||||||||
|
Книга предназначена для слесарей и сварщиков, связанных с ре |
||||||||||||||||
монтом |
|
строительных |
машин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
К |
»327-243 |
Б |
3 |
_ 8 |
4 _ 2 |
5 |
_ 7 |
2 |
|
|
|
|
6С6.08 |
||||
047(01) —73 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(с) Стройиздат. 1973
ПРЕДИСЛОВИЕ
В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану разви тия народного хозяйства на 1971—1975 гг. указано на необходи мость дальнейшего развития строительного и дорожного машино строения, увеличения мощности и повышения технического уровня ремонтно-эксплуатационной базы.
За послевоенные годы объем строительного и дорожного ма шиностроения резко возрос. Постоянно расширяется парк новых ма шин, соответствующих требованиям современного производства.
На вооружении советских строителей мощные башенные краны
грузоподъемностью |
до |
75 т, монтажные краны на |
гусеничном |
ходу |
грузоподъемностью до |
160 т и др. |
|
|
|
Только в 1970 |
г. |
в Советском Союзе было |
выпущено |
около |
4 тыс. башенных кранов, свыше 15 тыс. кранов на автомобильном ходу, около 2 тыс. кранов на пневматическом ходу, около 31 тыс. экскаваторов, свыше 33 тыс. бульдозеров.
Все наиболее сложные, тяжелые и трудоемкие строительные ра боты в настоящее время почти полностью механизированы.
Огромное количество техники, используемой в народном хозяй стве, требует постоянного наблюдения, технически правильной экс плуатации, своевременного ремонта. Основное место в ремонте строи тельных машин занимают сварка и наплавка, на долю которых при ходится около 60% всей технологической трудоемкости.
Современные способы сварки и наплавки позволяют ремонтиро вать наиболее ответственные металлоконструкции и детали. При менение сварки и наплавки значительно сокращает материальные затраты на ремонт, повышает долговечность ремонтируемых меха низмов и машин.
Цель настоящей книги — ознакомить читателя с типовыми не исправностями, возникающими при эксплуатации машин, с органи зацией ремонта сварных металлоконструкций и изношенных деталей строительных машин методами сварки и наплавки.
Главы I, II, V I — I X написаны ннж. В. Я. Курдюмовым, главы III — V — инж. В. П. Рязановым.
I. ПОВРЕЖДЕНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ И ДЕТАЛЕЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Металлоконструкции и детали строительных машин подвергаются повреждению и разрушению в результате постепенного изменения их размеров и формы или мгно венного нарушения работоспособности при аварийных пе регрузках вследствие усталости металла или нарушения правил эксплуатации машин.
Усталость — это свойство металлов под действием многократных повторно-переменных нагрузок разрушать ся при напряжениях, значительно меньших, чем предел прочности (свойство металлов выдерживать, не разру шаясь, большое число повторно-переменных напряжений носит название выносливости).
Причинами повреждения металлоконструкций и дета лей машин могут быть конструктивные дефекты (несоот ветствие размеров деталей приложенным нагрузкам; не правильный подбор материалов и режима термообработ
ки; неверный выбор посадок и допусков |
для сопряжен |
ных деталей и др.) и производственные |
дефекты (несо |
блюдение установленного технологического процесса, от ступление от расчетных размеров, применение недоброка чественных и не соответствующих друг другу металлов и материалов, нарушение режимов термообработки, не соблюдение технических условий при сборке машин
идр.).
1.ПОВРЕЖДЕНИЯ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ И СПОСОБЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ
Впроцессе эксплуатации строительных машин могут возникнуть различные повреждения их металлоконструк ций (опорных рам, поворотных и неповоротных плат форм, рукоятей экскаваторов, опорных стоек и т. и.).
4
Наиболее часто встречаются погнутости, трещины, изло мы, скручивания, смещения механизмов, износ базовых отверстий, трещины в сварных швах.
Повреждение сварных соединений вызывается дли тельной работой ударных, переменных по величине и на правлению нагрузок, некачественной сваркой.
Смещение механизмов происходит вследствие дефор мации рам.
Ремонт металлоконструкций заключается в устране нии изломов и трещин; замене дефектных элементов; правке элементов конструкций при помощи винтовых скоб, домкратов или под прессами (иногда с подогревом), а также изготовлении новых деталей и узлов взамен вы бракованных. При наличии трещин и поломок металло конструкции ремонтируют сваркой.
Сварные швы, имеющие дефекты, вырубают. Стыки, подлежащие сварке, подготавливают вновь и заваривают.
При отрыве стойки с плитами для подвижных блоков от дышла скреперов, разрушении швов боковых и перед них стенок бульдозеров, отрыве опоры толкающего бруса отвала металлоконструкции ремонтируют, усиливая по врежденные места приваркой накладок и угольников.
Сборку металлоконструкций после ремонта выполняют сваркой, на заклепках или болтах.
2. ИЗНАШИВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Разрушения деталей строительных машин проявляют ся в износах различных видов (естественном и аварий ном) и механических повреждениях (трещинах, отколах, отслоениях, прогибах, пробоинах, скручиваниях и короб лениях).
Изнашивание — это естественный процесс, неизбеж ный при эксплуатации строительных машин, заключаю щийся в постепенном разрушении поверхности детали в результате трения.
Износ — конечный результат изнашивания. Естественный износ деталей возникает как следстаие
работы сил трения между сопряженными деталями, про текающей в условиях нормальной эксплуатации машин.
Аварийный (преждевременный) |
износ — результат |
||
усталости металла |
и неправильного |
технического |
ухода |
за строительными |
машинами, нарушения правил |
их экс- |
5
плуатации или следствие плохой конструкции узла, непра вильной технологии его изготовления или ремонта.
Детали строительных машин, восстанавливаемые сваркой или наплавкой, можно разделить на три основ ные группы:
1) детали рабочих органов (ножи бульдозеров, грей деров, скреперов и кусторезов; зубья погрузчиков, кирковщиков, рыхлителей и корчевателей; лопасти бетоно- и растворосмесителей; витки шнеков и буров; дробящие детали камнедробилок; резцы роторных экскаваторов, цепных баров, наконечники грунтопрокалывателей и бу ровых установок, зубья и козырьки ковшей и т. д.);
2) детали гусеничного хода и ходовых цепных передач (звенья (башмаки) гусениц, натяжные колеса, поддер живающие и опорные катки, оси, полуоси, звездочки, валы, пальцы, ролики и т. д.);
3) детали из стального и чугунного литья (рамы, ста нины, шкивы, зубчатые колеса, корпуса редукторов, бло ки двигателей и цилиндров, картеры маховиков, корпуса водяных и масляных насосов, картеры, коробки передач, ступицы передних и задних колес, чашки дифференциала и т. д.).
Для выбора наиболее рационального способа повыше ния износостойкости или ремонта деталей строительных машин необходимо знать сущность процесса их изнаши вания при эксплуатации.
В зависимости от конструкции и материала деталей, интенсивности смазки, режимов работы и условий экс плуатации строительных машин различают следующие основные виды изнашивания: механическое, молекулярномеханическое и коррозионно-механическое.
Механическое изнашивание. Этот вид разделяют на абразивное, изнашивание при пластическом деформиро
вании, хрупком разрушении, микроразрушении |
и кави |
тации. |
|
А б р а з и в н о е и з н а ш и в а н и е — самый |
распро |
страненныйвид изнашивания при эксплуатации строи тельных машин. Оно возникает под действием трения твердых структурных составляющих одной из сопряжен ных деталей о другую или твердой посторонней частицы (стружка, песок и т. д.) о две сопряженные трущиеся по верхности. Абразивное изнашивание наблюдается при работе рабочих органов строительных машин (например, при трении ножа отвала бульдозера и зубьев ковша экс-
6
каватора о грунт), при трении сопряженных деталей (на пример, при трении деталей гусеничного хода строитель ных машин).
И з н а ш и в а н и е п р и п л а с т и ч е с к о м д е ф о р м и р о в а н и и (изнашивание трением) появляется в ре зультате действия удельных нагрузок на выступы неров ных поверхностей сопряженных деталей. Выступы пла стически деформируются и при скольжении поверхностей друг относительно друга отламываются, образовывая но вые неровности.
Примером может служить изнашивание звеньев гусе ниц, зубьев звездочек, опорных катков и других деталей строительных машин, работающих под действием дина мических нагрузок.
И з н а ш и в а н и е п р и х р у п к о м р а з р у ш е н и и возникает как результат упругого взаимодействия неров ностей в деталях.
Вследствие наклепа (поверхностного упрочнения ме талла при его пластической деформации в холодном состоянии), поверхностной усталости или при обогаще нии поверхности детали твердыми структурными состав ляющими на ней образуется хрупкий слой, по мере разру шения которого появляется лежащий под ним менее хруп кий слой металла. Таким образом, неровности поверхно
сти сохраняются и процесс |
изнашивания продолжается. |
И з н а ш и в а н и е п р и |
м и к р о р а з р у ш е н и и про |
исходит также вследствие упругого взаимодействия не
ровностей, но не путем мгновенного отделения, |
а после |
|
развития в них усталостных трещин. Примером |
служит |
|
изнашивание зубчатых |
колес передач. |
|
К а в и т а ц и о н н о е |
( г и д р о а б р а з и в н о е ) и з н а |
ш и в а н и е — это хрупкое разрушение поверхности ме талла в результате местных гидравлических ударов. Ему подвержены детали землесосов и других гидравлических машин, потому что значительное воздействие жидкостей на поверхность деталей, работающих в быстротекущем потоке, заметно ослабляет сопротивление материала цик лической контактной нагрузке.
Молекулярно-механическое изнашивание (изнашива ние схватыванием). Объясняется возникновением метал лической связи между молекулами металлов, в результа те которой частицы менее прочного металла отрываются от поверхности одной детали и налипают на другую, соз давая выступы. При малых скоростях скольжения сопря-
7
женных металлов выступы действуют как абразив и при водят к быстрому изнашиванию поверхности.
Этот вид изнашивания менее интенсивен при больших скоростях скольжения деталей, так как налипшие части цы металла, нагреваясь, легко пластически деформиру ются. Изнашиванию способствуют значительные удель ные давления в сочетании с недостаточной смазкой.
Коррозионно-механическое (окислительное) изнаши вание. Возникает вследствие химического воздействия кислорода атмосферы или различных кислот и щелочей па трущиеся поверхности сопряженных деталей.
Окисление поверхности приводит к образованию круп ных и твердых пленок окислов, которые, легко разру шаясь, способствуют изнашиванию деталей при сколь жении.
Агрессивная среда (жидкая или газовая) и высокие температуры усиливают процесс износа.
Коррозионно-механическому изнашиванию подверже ны поршневые кольца, цилиндры двигателей внутреннего сгорания и др.
3. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ИЗНАШИВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ
Скорость изнашивания деталей строительных машин зависит от качества металла, из которого изготовлены де тали, чистоты обработки их поверхности, промежуточной среды, характера взаимодействия деталей и окружающей среды.
К а ч е с т в о м е т а л л а и режим термической обра ботки существенно влияют на износ деталей строитель ных машин, поэтому материал для изготовления трущих ся деталей надо выбирать очень тщательно.
Повысить износостойкость деталей машин, сохранив вязкость их сердцевины, можно, наплавляя их твердыми сплавами, цементацией (науглероживанием), азотирова нием (насыщением азотом), цианированием (термохими ческой обработкой в растворе цианистых солей), поверх ностной закалкой, хромированием (покрытием хромом), алитированием (диффузионным покрытием изделий алю минием для предохранения их от окисления при высоких температурах).
IІедостаточная ч и с т о т а о б р а б о т к и |
п о в е р х н о |
|
с т и |
приводит к преждевременному выходу деталей ма |
|
шин |
из строя. Шероховатость поверхности |
деталей дол- |
8
жна быть близкой к оптимальной, классы чистоты обра ботки определены ГОСТ 2789—59.
Направление следов обработки может пересекать на правление движения сопряженных деталей (при недоста точной смазке и высоких удельных давлениях) или сов падать с ним (при достаточной смазке и небольших удель ных давлениях). Гладко обработанные поверхности повы шают усталостную прочность деталей благодаря малому количеству концентраторов напряжений на них и умень шают возможность образования коррозии.
Большую роль в изнашивании сопряженных деталей играет п р о м е ж у т о ч н а я с р е д а : смазка, абразивы, продукты загрязнения и т. д.
Смазочные материалы должны иметь определенные физико-химические свойства (вязкость, маслянистость, химическую устойчивость, не содержать кислот и механи ческих примесей). При выборе масел отклонение от стан дарта, предусмотренного для определенного типа машин, недопустимо. Для правильной эксплуатации сопряжен ных деталей необходимо строго соблюдать периодичность смазки, предусмотренную инструкциями заводов-изгото вителей.
Изнашивание трущихся деталей зависит и о т х а р а к - т е р а их в з а и м о д е й с т в и я , связанного с конструк цией, назначением и режимом работы деталей. Взаимо действие деталей определяется удельным давлением, ви дом трения, скоростью скольжения, периодичностью дей ствия нагрузки, величиной зазора сочленения и темпера турой трущихся поверхностей.
Процесс изнашивания идет более интенсивно в случае перенасыщения атмосферы активными газами или водя ными парами, при резких изменениях температуры и т. п.
II. ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Надежность и долговечность строительных машин за висят от организации технического обслуживания и ре монта.
В настоящее время в строительстве широко пользуют ся системой планово-предупредительного ремонта (ППР) .
9